instrukcja - Politechnika Warszawska

Politechnika Warszawska
Wydział Elektryczny
Laboratorium Teletechniki
Skrypt do ćwiczenia T.06
Poznanie zasady działania urządzeń wykorzystywanych w
systemie komunikacji AM
1. Poznanie zasady działania urządzeń wykorzystywanych w systemie
komunikacji AM
Ćwiczenie ma na celu poznanie zasady działania Generatora AM / DSB / SSB,
Odbiornika AM / DSB oraz zapoznanie się z terminologią używaną w modulacji amplitudy.
1.1. Część teoretyczna
Modulacja jest procesem nałożenia informacji na sygnał fali nośnej o wysokiej
częstotliwości. Proces ten zależy od typu używanej modulacji, ale ogólnie, amplituda sygnału
informacyjnego używana jest do zmieniania amplitudy, fazy lub częstotliwości fali radiowej.
W materiałach ćwiczeniowych, sygnał informacyjny (modulujący) będzie przedstawiany jako
wiadomość, która przeważnie jest sygnałem audio o niskiej częstotliwości z zakresu od 20 Hz
do 20 kHz. Częstotliwość sygnału radiowego (ang. radio frequency - RF) jest określona jako
nośna. Częstotliwość wiadomości oraz części sygnału fali nośnej RF są oznaczane
odpowiednio poprzez fm. i fc. W modulacji amplitudy, amplituda fali nośnej zmienia się
zgodnie z wiadomością zawartą w sygnale modulującym. Przebieg typowego sygnału
zmodulowanego za pomocą modulacji AM jest pokazany na rysunku 1.1. Rysunek
przedstawia nośną wysokiej częstotliwości zmodulowaną przez falę sinusoidalną.
Wyrysowana kreskowaną linią nośna poprowadzona poprzez szczyty i doliny przebiegu AM,
nazywana jest obwiednią i jest identyczna z przebiegiem sygnału modulującego
(wiadomości).
Rysunek 1.1. Typowy sygnał AM.
Jeżeli fala nośna (RF) jest modulowana amplitudowo, wytwarzane są wstęgi boczne
(częstotliwościowe wstęgi boczne). Dla sygnału o częstotliwości 2 kHz modulującego falą
nośną o częstotliwości 1000 kHz (1 MHz), częstotliwościowe wstęgi boczne wynoszą
fc + fm. = 1 002 000 Hz i fc – fm. = 998 000 Hz. Rysunek 1.2 przedstawia składowe
częstotliwości sygnału zmodulowanego za pomoca modulacji amplitudowej AM.
Rysunek 1.2. Składowe częstotliwości sygnału AM.
Jeśli transmitowanym sygnałem wiadomości jest głos ludzki, który składa się z częstotliwości
pomiędzy 200 Hz i 3 kHz, wstęgi boczne wytwarzane na każdej ze stron nośnej zajmują
zakres częstotliwości równy zakresowi zajmowanemu przez sygnał wiadomości. W tym
szczególnym przypadku, zakres każdej ze wstęg bocznych wynosi 2800 Hz (3000 – 200 =
2800 Hz). Wstęgi boczne są określone jako wyższa wstęga boczna i niższa wstęga boczna
(odpowiednio USB i LSB). Dla nośnej rzędu 1000 kHz, zakres LSB wynosi od 997 000 do
999 800 Hz a zakres USB od 1 000 200 do 1 003 000 Hz. Rysunek 1.3 przedstawia
wytworzone wstęgi boczne podczas przesyłania sygnału głosu w modulacji AM.
Rysunek 1.3. Wytworzone wstęgi boczne w komunikacji głosowej wykorzystujemy modulację AM.
1.2. Część praktyczna
Opis ćwiczenia
Celem wykonywania ćwiczenia jest poznanie zasady działania Generatora AM / DSB /
SSB oraz Odbiornika AM / DSB. Ćwiczenie to zostało podzielone na dwie części. W
pierwszej z nich przeprowadzane są obserwacje sygnału informacyjnego w dziedzinie
(funkcji) czasu, natomiast w drugiej w dziedzinie częstotliwości. Obserwacja
transmitowanego (przesyłanego) sygnału pozwoli odpowiedzieć na pytanie: które z
parametrów i w jaki sposób wpływają na kształt sygnału o modulowanej amplitudzie?
Na rysunku 1.4 zostały pokazane elementy wykorzystywane w ćwiczeniu. Składają się na nie:
-
Zasilacz / Dwukanałowy wzmacniacz audio (ang. Power supply / Dual audio amplifier)
Dwukanałowy generator funkcji (ang. Dual function generator)
Licznik częstotliwości (ang. Frequency counter)
Analizator Widma (ang. Spectrum analyzer)
AM / DSB / SSB generator (ang. AM / DSB / SSB generator)
AM / DSB odbiornik (ang. AM / DSB receiver)
Oscyloskop (ang. Oscilloscope)
Oscyloskop
Odbiornik
AM/DSB/SSB
kanał 1
Wyjście
OSC
Wejście RF
Wyjście
AM/DSB RF
Dwukanałowy
Generator
Funkcji
Wyjście A
Wejście
audio
Licznik
Częstotliwości
Wejście
Genarator
AM/DSB/SSB
Rysunek 1.4. Schemat ideowy przedstawiający połączenia pomiędzy urządzeniami wykorzystywanymi w
ćwiczeniu